含油气盆地氦气分布特征与成藏机制

Abstract

氦气是一种不可替代的战略性矿产资源,全球的商业性富氦气藏(He>0.1%)都是在油气勘探过程中偶然发现的。通过对全球75个富氦气田和1048个天然气样品统计分析发现,天然气中氦气普遍具有"稀"、"伴"和"杂"的特征,富氦气田的埋深通常小于4500m。He-CH4和He-CO2气田的氦气含量明显低于He-N2气田(He>1%)。然而,前两种气田的氦气地质储量主要为107~1011m3量级,而后者仅为105~107m3量级。氦气与烃类气体在成因和运移方式存在显著的差异。氦气聚集以及长距离运移必须借助载体(地层水、烃类流体、N2、幔源流体等),氦气的运移通道不局限在沉积地层,可延伸至盆地基底、下地壳、甚至岩石圈地幔。然而,氦气与烃类气体的成藏条件几乎可视为等同。烃类气体的存在不仅促进含氦流体中氦气快速解析和高效聚集,而且降低了氦气扩散性能、减少逸散通量。膏盐岩和厚层泥页岩作为盖层,有利于氦气在地质时间尺度下长期保存。大型富氦气田集中分布在古老克拉通盆地的隆起区及其周缘,几乎全部为壳源型。根据He含量与He/N2比值图版,壳源型氦气藏可划分为基岩供氦性、基岩-沉积岩联合供氦型和沉积岩供氦型。综合考虑我国的氦气品位、氦气资源禀赋、天然气工业化进程,以及目前的氦气提纯工艺,中、西部鄂尔多斯、塔里木、四川和柴达木盆地的富氦气田是氦气工业提取优先部署区域,部分(特)大型含氦气田可作为重要接替区域。